水凝物对THz波辐射的衰减研究

文章基于水凝物粒子尺寸与THz波长的大小关系,分别利用Rayleigh近似、Mie理论以及几何光学方法计算了降雨和云雾引起THz波辐射的散射衰减。比较了不同强度的降雨和不同能见度、含水量的云雾对THz波的散射衰减。结果表明,随着频率的增大,THz波段雨衰减先增大后减小;在整个THz波段,含水量较小或能见度较低的云雾的衰减随频率的增大而单调增加,含水量较大或能见度较大的云雾的衰减随频率先增大后减小;在THz波段云雾衰减随能见度的减小和含水量的增加而增大,温度对THz波段的云雾衰减影响不大,在整个THz波段并不存在明显的规律。在THz波频率高端云雾影响较降雨要严重的多。     

地基单站GPS探测大气折射环境

基于地基单站双频GPS接收机,提出了实时遥感探测大气折射环境（包括对流层折射率剖面与电离层电子密度剖面）的方法,并经过实验验证可行。在对流层方面,改进精密单点定位技术使得对流层低仰角斜延迟可以实时解算,然后利用相关向量机方法反演得到对流层折射率剖面;在电离层方面,采用Kalman滤波技术消除硬件延迟得到电离层TEC,基于IRI模型,利用遗传算法反演得到电离层电子密度剖面。此研究为大气折射环境的实时、高效、低成本探测提供了一种新手段。     

高功率微波能量传输特性及电波环境效应研究

高功率微波能量传输是空间太阳能电站能源系统的关键技术。在能量传播过程中受降雨等因素影响发生衰减。计算结果表明,传输仰角越低,降雨强度越大,能量传输效率越低。非相干散射雷达观测的分析证实了高功率电波的注入使得电离层环境特性发生一定变化,导致电离层电子温度、电子密度增加和不稳定性的发生,并通过计算机模拟,初步探索电子温度、电子密度增加机理,这对研究高功率微波传输特性,建立传播效应模型具有重要的意义。     

对流层大气折射误差的微波辐射计修正

目前,雷达的目标跟踪定位、卫星的测控定轨等对大气折射误差高精度修正的要求越来越高。针对传统大气折射误差修正方法的成本高、实时性差等问题,研究利用对水汽和液态水含量敏感的双通道微波辐射计测得的辐射亮温来反演大气折射率的方法。对微波辐射计的反演结果和探空数据的结果进行比较,计算不同海拔高度上反演的平均偏差和均方差,发现利用微波辐射计反演得到的折射率剖面与探空值吻合较好,验证了此方法的可行性。同时介绍了微波辐射计新的定标方法和微波辐射计对于水平不均匀大气的折射误差修正方法。     

电离层异常环境对高功率微波传输的影响分析

电离层异常环境中的电离层不均匀体会导致高功率微波传播发生电离层闪烁效应。电离层闪烁会影响10MHz~10GHz频段范围的无线电信号,影响区域集中在以磁赤道为中心的±20°以内的低纬地区和高纬极区。发生时间主要集中在春分和秋分前后夜间,随着太阳活动有11年周期变化特性。基于自主研发的全球电离层闪烁发生概率预测模型深入分析了地球同步轨道卫星的2.45GHz和5.8GHz信号的电离层闪烁效应随经纬度、季节、地方时、太阳活动水平等变化特性,研究发现采用2.45GHz信号时不能忽视电离层闪烁衰落影响,研究结论为未来空间太阳能电站系统建设的频率选择、地面站选址、传播环境保障分系统建设等提供了数据支撑。     

流星突发通信信道日变化预测模型

流星突发通信不同于传统的通信, 其是低速率通信, 具有突发、不连续、不定时的特性. 因此, 流星余迹通信的复杂性要求有必要对其通信信道进行建模. 在流星通信链路中, 流星的辐射分布、可用流星率和占空比是影响流星通信信道性能的重要参数. 流星辐射分布在不同季节不同时间都各不相同, 因此准确预测流星通信链路在不同时间的流星辐射分布, 从而改变大圆路径上天线的指向, 对提高通信速率显得非常重要. 同时, 准确预测流星突发通信链路上的可用流星率和占空比, 有助于准确预测并建立流星突发信道模型. 本文分析研究了偶发流星辐射分布建模的发展, 建立了偶发流星日心空间和地心空间的几何关系, 得到了流星突发通信信道参数预测模型. 并将预测模型应用于流星通信链路, 预测结果与通信链路观测结果比较一致, 为流星通信系统的建立提供了技术支持.      

基于微波辐射测量的电波折射修正技术

针对电波折射修正精度直接影响无线电系统的探测和定位精度这一问题,提出了利用微波辐射计反演大气折射率剖面进行电波折射修正的解决方法,并引入RBF（Radial Basis Function,径向基）神经网络算法反演大气折射率.在青岛市气象局架设MP-3000A型多通道微波辐射计,开展了长达1个月的与探空数据的联合观测比对实验,对输出的大气折射率剖面进行了详细的分析.实验结果表明：RBF神经网络算法与MP-3000A自带的神经网络算法相比,反演大气折射率剖面的精度提高了30％以上,同时,电波折射修正的精度也得以提高.因此,利用微波辐射计反演大气折射率剖面进行电波折射修正方法可行.